|
|
马上注册，结识高手，享用更多资源，轻松玩转三维网社区。
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
材料设计的热力学解析 [精装] ~ 郝士明 (作者)
+ Y! x+ ~$ X, d8 ^/ j, A5 i& c l
) J4 j. l$ u7 [& r, H 基本信息- 出版社: 化学工业出版社; 第1版 (2011年3月1日)
- 精装: 464页
- 正文语种: 简体中文
- 开本: 16
- ISBN: 7122095258, 9787122095251
- 条形码: 9787122095251
+ J+ b/ f5 \( E6 ~内容简介 《材料设计的热力学解析》是将“材料设计问题”与“材料热力学”联系起来处理的一种尝试，也是一次对经历过研究问题的回顾性思考。但它不是简单的汇总与整理，而是包含了新的分析与探究，对所涉及的问题也做了相应的扩展。所以产生了若干有重要意义的新认识和新结论。 " ?& C9 ?0 U6 l5 |/ F
前几章中探讨了材料设计的4个历史阶段；分析了磁性转变和有序-无序转变的自由能同时起作用时，对高性能永磁材料设计的影响；对塑性变形储能与亚晶取向之间的联系做了热力学沟通，探讨了两者间的转变。中间两章以多元溶解度间隙作为GP区析出的基本判据，重新思考了高强Al-Zn-Cu-Mg合金的成分设计；还提出了Fe-Mn基奥氏体存在着高温和低温两种稳定性，进而对奥氏体型低温钢的成分设计提出了新设想。中间几章主要涉及Ti合金的热力学分析，提出了Ti合金相稳定化参数的概念，对TiAl合金中添加微量第三元素时的两相平衡进行了分析，导出了相稳定化参数，为定量探讨合金化问题准备了条件；明确提出TiNiNb宽滞后形状记忆合金设计必须离开TiNi-Nb连线，而利用三元(TiNb)-TiNi两相区来拓展材料设计的新空间。最后一章研究了合金钢两种表面处理的热力学和动力学问题，通过平衡碳势的概念把CDC、TD处理与我国实用合金钢的表面硬化联系了起来。 " }. ^$ Y! h5 v4 X' l& B1 S7 k
《材料设计的热力学解析》可供材料、冶金和机械等领域的科研工作者阅读，也可以作为材料类诸相关学科的研究生和高年级本科生的教学用书。
/ { |! ]/ c! l* y# \: N0 Z4 r g* k6 B7 f
' \( M, I+ W1 `: G6 a5 o# ]# Q; [目录序言 叶恒强
/ n5 C+ R# T8 h+ B. s* c前言
7 }. H6 D% d& T% G+ B7 D1 绪论 1 & r- P9 \/ T& y9 e# }" p
1.1 合金设计与材料设计 1 5 s9 v' a! `' V# A8 Y
1.2 材料设计的进步 2 + z( a! q: `$ i3 C
参考文献 8
8 s- y: g. t7 s. |/ L* b: ~/ ?2 T& N3 n4 b5 w/ q; l; I
2 永磁材料设计的热力学解析 10
! L6 G( t; s: U* o2.1 永磁材料概说 10
1 n) \5 l6 Y4 Y) N: J$ k: R' o2.2 两相分离型金属永磁材料的组织设计 12
" X0 d! q7 U5 b. _3 B2.2.1 决定矫顽力的主要因素 12 * e4 F4 |8 U! U# G' f5 J9 i. |
2.2.2 合金设计的组织要素 16 Z5 v7 ^0 X' ~. n5 L
2.2.3 合金设计与失稳分解 20
; I8 ]9 H; h ^4 G- [# V7 ]2.2.4 永磁材料失稳分解的起源 21
- Z! h7 Q: s9 r, \3 |2.3 两相分离型组织的热力学解析 27 n$ l) p2 O1 B0 E6 b2 f% N
2.3.1 多元系两相分离组织的热力学解析 27 1 n- W' F" K5 L/ k- p4 C! o9 q
2.3.2 磁性转变对两相分离组织的影响 31 ; y0 ]# u4 Q( {' ?: _2 s
2.3.3 有序-无序转变对两相分离组织的影响 42 # [) C% D$ }9 N
2.3.4 实际Alnico合金中两相分离组织的热力学分析 54
2 t* _9 ]. Q( A0 X( [5 U) D参考文献 65
3 r- d% c2 u4 ~7 y
( p. ?+ M6 A( ?8 w; ?5 s3 Cu-Fe-Ni双相纳米材料设计的热力学解析 67
/ e+ V8 h5 o) U+ i e) b8 O3.1 一种双相纳米材料的设计 68
# l- @/ W9 [2 e: [3.2 Cu-Fe-Ni系合金相图的实验测定与热力学计算 71 4 I7 [" w6 u! W# U
3.2.1 Cu-Fe-Ni系相图的扩散偶法测定 71
% o' P' I' l- \2 h; j3.2.2 Cu-Fe-Ni系相图的热力学计算 78
, b! m" q$ h- H: R+ d( u3.2.3 等体积分数合金失稳分解的驱动力 81 # A/ Y0 I) S! D. a/ {7 F
3.3 Cu-Fe-Ni失稳分解合金的双相细晶组织与性能 84 ! _1 Y4 d+ `* n3 \
3.3.1 等体积分数合金的组织学研究 84 ) n! ]$ Z2 y4 `$ a5 W* z
3.3.2 等体积分数合金的失稳分解组织及其粗化 87 2 n! G3 r! R0 m3 W) G5 H& l
3.3.3 合金失稳分解的硬化效应分析 88 2 r" z9 j; u: r9 I2 ^! `/ X
3.3.4 塑性变形后合金失稳分解硬化效应分析 91 , L3 w" T) @) A9 r4 _0 x
3.4 Cu-Fe-Ni合金失稳分解双相细晶组织的控制 93 % c) A A) }: Z
3.4.1 失稳分解组织的形态与取向控制 93 : D; }+ T9 ^2 c& v) i- v( Z+ i
3.4.2 塑性变形储能与位错密度 96
4 W4 Y5 a4 n) _0 n! D, n3.5 Cu-Fe-Ni合金失稳分解组织的不连续粗化 98 - P. A0 }4 ]) R; p+ f. r1 [2 @
3.5.1 不连续粗化组织的形态特征 98
4 A0 n& `4 n3 m0 O3.5.2 不连续粗化的动力学特征 100 v3 Z5 B; x2 m" S q. N
3.5.3 不连续粗化的力学性能特征 102 * ]7 H U4 D9 f: ^+ e3 h
3.5.4 不连续粗化的激活能 104
6 X: b$ u6 b4 O7 I7 m5 t3.5.5 等轴细晶双相组织 105
5 p7 q" X8 L7 U, Z0 d$ Q7 H2 n; V3.6 具有失稳分解组织的Hall-Petch关系 107 6 L/ i+ l0 V! W; }) j
3.6.1 Cu45Fe25Ni30单相合金的再结晶 107 ) r2 O* N7 z0 e& r( T; `" a4 l
3.6.2 细晶强化与失稳分解强化 108 % @7 C% Q& y* z9 s& W
参考文献 111
$ j# T# W4 h- ^0 b f* L. e/ L1 J8 c9 r" H8 N0 I* b7 d
4 Al-Zn-Mg-Cu系合金设计的热力学问题 113
2 e8 S' _, s! t8 e+ J/ x4.1 Al-M二元合金的固态Al端溶解度 114
% R. L, T4 h% @7 q% H9 y4.1.1 纯元素在Al固溶体中的溶解度 114
y. a3 ?3 X+ N4 i7 P# H L4.1.2 化合物形成元素在Al固溶体中的溶解度 115 m% ^# \9 h' O# w
4.1.3 Al固溶体的溶解度分析 118 8 K# c* E) I, `" J
4.2 Al-M二元合金中的溶解度间隙 119
2 Z O* |: j" s# D6 [1 G* p4.2.1 Al-Cu系的GP区形成与溶解度间隙 120
, b, r3 H$ F* \# [( ?/ @4.2.2 Al-M系溶解度间隙的热力学 123
$ S& D7 z, _% A, `. O1 n; x& w4.2.3 Al-Zn系fcc固溶体的溶解度间隙 125
6 T, q% Z9 U0 p/ @. D4.2.4 Al-Mg系fcc固溶体的溶解度间隙 127 - f3 T+ T$ l( U+ w" N: c
4.2.5 Al-Ag系fcc固溶体的溶解度间隙 129 4 w2 c4 p! u+ C, t! v, c
4.3 Al-Zn-Mg-Cu多元合金系中的溶解度间隙 130
' H: {1 ]- P, n0 `% W) G4.3.1 Al-Zn-Mg系fcc固溶体的溶解度间隙 130 2 R z6 ~1 {, G7 y
4.3.2 Al-Cu-Mg系fcc固溶体的溶解度间隙 131 * J, r' k& ^$ Y- m9 Z; ~
4.3.3 Al-Zn-Cu系fcc固溶体的溶解度间隙 132
5 l* j; r5 G! d! v4.4 Al-Zn-Cu系fcc固溶体溶解度间隙的实验研究 134
" @& g0 |+ C0 M, D4.4.1 低Cu溶解度间隙实测的特殊扩散偶法 135
3 F( `/ C/ A2 Q. X3 `* F4.4.2 Al-Zn-Cu系低Cu侧溶解度间隙的实测结果 137
' `& f b, K, V8 k; u# }$ l2 e4.4.3 Al-Zn-Cu系fcc固溶体溶解度间隙的热力学计算 144 $ x, e1 S4 G5 z6 B5 t/ d
4.4.4 Al-Zn-Mg-Cu系合金设计要点 148 2 w$ p* ]+ `; b0 E6 L
4.5 Al-Zn-Cu系低温区相平衡的热力学研究 149 . R. S1 z |4 z `
4.5.1 Al-Zn-Cu系中的T相 150 , b4 Z- n( U- H3 w6 m! A
4.5.2 Al-Zn-Cu系200℃\低Cu侧相平衡 152
; e7 G6 g3 M( G9 E. F4.5.3 Al-Zn-Cu系室温低Cu侧相平衡 155 ) t8 A! X2 @' h' w7 Z2 o$ ~; l
4.6 Al-Zn-Cu系合金相变的热力学与动力学问题 160 ; }7 h4 U( L) [ I. b* v& G
4.6.1 Al-Zn合金的不连续分解行为 160
) B7 y/ D# u0 f4.6.2 Cu对Al-Zn合金失稳分解的影响 165 % W, n( K* N$ y$ q0 z4 T: h- `7 Q3 l
4.6.3 少量Cu对Al-Zn合金fcc固溶体扩散行为的影响 169
% n. ^% R! u+ v% {$ a1 f4.6.4 少量Cu对Al-Zn合金不连续分解的影响 173
+ @0 |1 d. e- M8 Q3 c4.6.5 少量Cu致Al-Zn合金组织异常细化与亚稳相变 177
. o! v2 C6 I, L6 P. V- \参考文献 183
; o, l/ ~. O! D/ k! X G t+ Z, V. z. _( n* m
5 Fe-Mn-Al低温合金的设计与热力学解析 185 / h; h( g. d, v
5.1 低温合金概说 185
B5 a1 q s- j) }+ ]5.2 bcc结构低温钢的组织与成分分析 187 ( _/ z' P) K3 Y8 D) J6 h2 [
5.2.1 相结构与韧脆转变温度 187 $ u6 s2 w |1 q* Z1 S, S8 U: f: r2 e
5.2.2 影响韧脆转变温度的因素 189
/ z2 b1 n* M1 N K; Q. }! ^. n: C* R5.2.3 bcc结构低温钢的设计 194
. D4 a9 u8 s, N# r7 G5 b( a5.3 fcc结构低温合金的组织与成分设计 196 , w j. f: k1 ^+ ^2 N8 B0 Y
5.3.1 fcc结构低温合金的韧性特征 196
8 K$ j$ d3 n6 t( p; f2 e6 g0 m" f, e) E5.3.2 Ni-Cr合金化 197 ' L5 K; L9 o! r6 Q- X
5.3.3 单纯Mn合金化 197
1 c2 M! l. X1 L, t8 T. Y4 {( z, f! m5.3.4 Mn-Cr合金化 198 : e) X4 n( e, x5 \. F( v& Q8 ^
5.3.5 Mn-Al合金化 201 6 _# y5 Z6 p' J% }( C
5.4 奇异的奥氏体低温稳定性 202
1 T1 }8 C) m/ X4 c+ Q0 |5.5 Fe-Mn-Al系合金相图的研究 208 8 O& F' u N+ _, @; @5 I$ S3 R! S
5.5.1 Fe-Mn-Al系合金相图的研究概况 208
8 j8 G$ V% ~* T* E9 Y5.5.2 Fe-Mn-Al系合金相图的研究方法 211
+ l' t" a) v1 l4 w5 M9 M9 |9 y' c5.5.3 Fe-Mn-Al系合金相图实验研究的主要结果 215
5 [# S0 f2 P. K1 f4 a% R. C8 _* C5.5.4 Fe-Mn-Al系合金相图研究的最新进展 228
$ N' K- E" t: H6 n! C- @4 M5.6 Fe-Mn-Al系低温合金成分设计分析 231 4 W" o+ C( o# | d$ D( m
参考文献 233 9 t; U! M( Y% e0 ]) f
/ K5 c! ^4 }+ }4 O' u6 钛基合金的热力学解析 235 4 u7 \1 _% H, T# K5 d
6.1 基础系统相图 236
4 I& Q4 T) p0 F6.1.1 Ti-Al系二元相图 236
+ I2 d; X6 p4 c7 ~* a; W- @6.1.2 Ti-O、Ti-N系二元相图 241 + R8 _; {; d! q, g) y1 d
6.1.3 其它元素相平衡的影响 243
( z$ F f9 m4 @& {. a, Z# b0 e4 d; F) m6.1.4 Ti-Mo、Ti-V系二元相图 243 4 b$ p9 j; s: Y' i) f4 {$ W$ ]! z
6.1.5 Ti-Al-V系三元相图 244
( l1 e9 e& _6 E9 u- X& T1 w6.1.6 Ti-Al-Mo系三元相图 249
3 ^7 M9 f; [3 d$ D. @6.2 纯钛的相变自由能 250 - D+ `! e+ c: y0 l' U
6.3 钛合金的相稳定化参数 253 9 H/ w0 k# k) I5 E0 O( t1 P4 y9 Z
6.3.1 Ti基固溶体间的相平衡 253 " E; [, T1 C: y
6.3.2 Ti基二元合金的相稳定化参数 255
0 P2 }0 i1 Z% I* l7 x, ~8 l6.4 钛合金的T0线与T0面 258
* s0 N0 _* E M4 [5 o" i0 h) A, u6 @6.4.1 二元系的T0线 258
4 b4 p& x3 R/ e1 x, `6.4.2 铝当量和钼当量 259 ; K; V9 ~- S- s0 s" j+ {
6.4.3 多元系中的T0面 262
/ ?( W h# [% D Q4 B3 D6.5 钛合金的马氏体转变温度 263 / o' v! E, w4 f0 ]
6.5.1 钛基合金的组织与马氏体相变 263
; S9 T0 ?3 k0 \$ F7 I. P. W4 O" _6.5.2 马氏体转变开始温度 265 : ]8 W* K) b6 W8 ~- r
6.6 钛合金中微量元素作用的热力学解析 269 ( M6 f9 b* G% z
6.6.1 Ti-Al-It系中的T0面与a/r相稳定化参数 269 " t+ }6 E' r2 E* d) Q# K: _2 V% L2 w8 a
6.6.2 Ti-Al-H系的a/r相变温度 271
: x N. Z6 U& x6 O, N9 z6.6.3 Ti合金中化合物相的基本特征 274
1 k& J' T( p% b3 h4 S6.6.4 Ti合金中化合物相的溶解度 275
7 z5 |3 c! V$ b6 W6.7 Ti-X-Y三元系富钛角相平衡的预测 277 b7 }7 `) s/ A/ t7 D( g6 s
6.7.1 Ti-X-Y三元系富钛角预测的意义 277
6 A" h' }7 `$ u6.7.2 Ti-X-Y三元系富钛角预测的依据 279 / e& p' y3 Q5 w% N
6.7.3 Ti-X-Y三元系富钛角预测的可靠性 281
; z1 p9 r1 |0 T, U$ D; G- J" k参考文献 282
! J) _* ?. ]3 U. q# S7 l
; U( J) h% o1 j6 G: l! @7 Ti-Al系金属间化合物的相平衡热力学 285 2 Z2 T% `5 K; S# l
7.1 几种Ti-Al金属间化合物及其合金化 285
/ E; h$ q( F0 h- A: d7.2 Ti-Al二元系的热力学分析 287
6 a; d6 @; a3 Z( U d7.2.1 Ti-Al二元相图的热力学分析 287 : D, E+ b) a5 t# o1 j
7.2.2 对于Ti-Al系相图的最新认识 292
; T; H7 E. R+ r$ \5 C! r. l$ x7.2.3 Ti-Al系a/r相平衡的热力学 295 , W' i# }9 ^* F# _% [+ c! y
7.3 Ti-Al-X三元系的热力学分析 297
3 b) K0 U1 R) C7.3.1 Ti-Al-X三元系的a/r相平衡 297 0 w9 _3 \/ ^+ a
7.3.2 第三组元X的相稳定化参数 298
) }' n8 d: r" i7.3.3 微量第三组元X对a/r相平衡的影响 299 ] k$ t% N* i) W' i! ?
7.4 Ti-Al-X三元系相平衡的实验测定 301
_7 w2 N: b, K1 {6 \6 a2 e2 u* n+ H( Q7.4.1 Ti-Al-Nb三元相图的实验测定 301
2 a6 _; b% C6 A" A$ ` s7.4.2 Ti-Al-Nb三元系a/r其它温度相平衡的实验测定 306
3 z$ C% i2 Y3 `2 B- G* x$ ?7.4.3 Ti-Al-Cr三元系各温度相平衡的实验测定 307
; Y& T& Q6 {1 A/ X5 Q6 U% t7.4.4 Ti-Al-X三元系a/r相平衡实验规律分析 311
! s8 a" Y2 B% A+ b9 d% O( L- ?/ m7.5 Ti-Al-X多元系的a/r相平衡 314
) w( h# V7 u5 Z! N: S- g7.5.1 Ti-Al-X多元系的a/r相平衡研究方法 314
K5 u# n3 ^2 _& \; R1 j7.5.2 Ti-Al-Cr-Fe四元系的a/r相平衡 318 9 O" t$ ~9 i( e" \* S8 p( }. m
7.5.3 Ti-Al-Cr-Si四元系的a/r相平衡 320 * h9 O" s$ R: p/ x7 C/ ]7 Z
7.5.4 Ti-Al-Si-Nb四元系的a/r相平衡 323
d; S1 g* k( E; t X7 q7.5.5 Ti-Al-Fe-Nb四元系的a/r相平衡 325
! m/ K. X) E" ~% U6 G5 q% ]! t& R7.5.6 Ti-Al-Cr-Nb四元系的a/r相平衡 325
7 a8 n, z6 E, w! r& \7.6 Ti-Al系的相变与粗化转变 327 2 j$ a# X$ n8 |
7.6.1 1120℃相变的性质 327
9 Z% ]2 J1 o% c4 Y7.6.2 相的形态与形成机制 330
. g! w# Z+ ^" t% s7.6.3 片层组织的粗化 332 5 g! O2 m! T% w$ ^: ~; ^
参考文献 341 M6 K; S( m C* C8 ~7 r& z7 h
' Z; g8 w! v: [5 G; P( Z- T8 TiNiNb宽滞后形状记忆合金设计的热力学 344
8 K# h% F0 e, g2 |8.1 宽滞后形状记忆合金概说 344 0 S1 g$ Q. ~) _
8.1.1 增大相变温度滞后的意义 345
8 x: V$ C- I9 _% I3 @8.1.2 增大相变温度滞后的热力学原理 348
- e% q6 }0 W2 i2 T. |" `8.2 Ti-Ni-Nb三元系相平衡的实验测定 355 . I* t* d" C3 X# ?6 u% b7 X0 t3 c* B
8.2.1 Ti-Ni-Nb三元相平衡的扩散偶法研究 355 M# }/ E7 B. y/ q! }7 n/ U
8.2.2 Ti-Ni-Nb系扩散偶的设计与制作 358
" V2 y0 T7 p% E3 ^8.2.3 Ti-Ni-Nb系相平衡特点与分析 361 % h% V9 ?8 C; s F" M6 u0 z
8.2.4 Ti-Ni-Nb系相图对合金设计的重要启示 378
& @ w/ z2 I& o. ?8.3 Ti-Ni-Nb三元相平衡研究的发展 380 ) v1 N3 n: w8 I
8.4 TiNiNb合金马氏体相变的热力学解析 386 6 }9 O! N' N) L: J+ i8 ?* S
8.4.1 TiNiNb合金的热容 387
" N* v3 S- [! ]* U. }! g0 l; |8.4.2 TiNi-Nb合金马氏体相变热效应的热力学分析 390
7 y9 q3 u; ]& Y+ G; U$ @* G8.5 TiNiNb合金的相组成与结构 392
5 ?/ A$ n3 G5 w" }% ?8 Y' s4 `8.6 TiNiNb合金的相变温度滞后、应变恢复率与组织 396 + l, n; j, c: e+ l- C1 r: K
参考文献 400 2 O1 X, y* C* G
5 v, ~$ E! n6 Z8 N! ~* n
9 CDC处理与TD处理的热力学与动力学 403
4 w6 n4 E. t" T& { y1 Y% {$ e9 ?9.1 CDC处理概说 403
$ J9 N8 e( v. C1 D$ N' n* w1 W4 A9.1.1 关于碳化物形成能力 403 ! y* J' e8 e/ O1 |/ d7 j
9.1.2 CDC处理的基本原理 405 + o% U$ \% |: p
9.1.3 CDC处理的类型 409
2 W7 c. U1 s \& w- ?( Q- X8 m9.2 CDC处理组织与性能的主要问题 412 0 }& t+ c% H" l' `
9.3 CDC处理的热力学——碳势设计 418 , W3 D; c" K3 }: ?$ l
9.3.1 等碳活度线 418
5 {5 z, f$ Y* G: ^9.3.2 合理碳势范围的设计 421 6 u2 _' f6 | \8 }
9.3.3 Fe-M-C合金钢CDC处理最低碳势设计步骤 422 0 M9 U# G% ?3 e5 V, |
9.3.4 防止Fe3C亚稳析出的CDC碳势设计步骤 423 8 m7 o4 s \# o6 \! V! }) v( } \
9.3.5 防止Fe3C稳态析出的CDC碳势设计步骤 424
. H X9 Q4 C6 n- I& F4 C9.3.6 商用合金钢的CDC碳势设计 425
) g0 M- \, x! ^! t9.4 双层材料的CDC处理 433
' ?& a- b3 y3 e' \# ^! b5 G1 a1 [" A9.4.1 CDC处理的双层材料 434 $ I+ a1 X8 g; }% X: m
9.4.2 双层材料CDC处理组织 437
4 g: G, C7 S) Q1 Z, E2 G2 F9.4.3 双层材料CDC处理后的性能 439 # c/ `" c' P* z2 A$ ]3 @
9.5 几组重要的Fe-C-X系相图 441 Z! f( j$ p$ h0 F
9.5.1 Fe-C-Cr系 441
: C4 _- _* `" ^; e" a9.5.2 Fe-C-Mo系和Fe-C-W系 444 ; N/ `. ?: |+ w1 N& d p
9.5.3 Fe-C-V系 446 8 k5 H: W- O" a, ~
9.5.4 Fe-C-Ni系 447 & x+ d, x3 o+ E6 [! x+ R
9.6 TD处理的热力学与动力学 448
; m0 _* [$ v1 @0 c0 c' r+ q9.6.1 TD处理表面覆层的形成原理 448
2 Q! h( s; W5 `! s! D R9 _9.6.2 碳化物内碳活度差的解析 450
4 w, \& W8 ?: z3 ^1 f9.6.3 TD处理的动力学 452 . P( J: s6 N) p3 p! \
9.6.4 TD处理动力学的实证 454
$ j- [) y& ~, C; E- w参考文献 456 % k4 g% J% y6 u$ A, t6 ]) T
索引 458 z1 I% C% [2 N7 {8 j6 e
后记 464 |
|
发表于 2012-3-27 16:27:46